功率因数提高实验

实验报告

课程名称：电网络分析实验

指导老师：姚缨缨 成绩：__________________ 实验名称：功率测量和功率因数提高 实验类型：研究探索型同组学生姓名：______ __ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1、 保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I 、功率P 与电容C 的关系；

2、通过实验了解功率因数提高的意义；

3、作出I2、 P 、 cos φ和电容C 的关系曲线；

4、用P －C 曲线求单位电容的等效电导g ；

5、求I^2－C 曲线的有理经验公式

6、 由测量数据计算灯管以及镇流器的等效参数

二、实验内容和原理

专业：电自1304 姓名：刘震

学号：3130104721 日期：2015年4月1日 地点：东3-208

三、主要仪器设备

1.数字万用表

2.电工综合实验台

3.DG10互感线圈实验组件

4.DG11单向变压器实验组件

5.DG09 荧光灯实验套件

四、操作方法和实验步骤

一、接线要求:

第一步：检查灯管；

第二步：连线

第三步：电源从零开始逐渐增加至180V，调起辉器.

二、数据记录要求

1. 在日光灯启动过程中，因为电流冲击，仪表量程要选择足够的余量，记录数据时，应改变合适的量程读取数据。日光灯管是非线性器件，需要点亮数十分钟，在此期间可以观察电流、功率等数据是否有缓慢变化？待数据显示趋于稳定后，再读取记录实验数据。

2. 电容器C并联接入电路，其数值从0开始逐步增加，直到最大值8µF左右，增加的步长应根据功率因数的变化进行调整，最大不应超过1µF，实验过程中可根据电流表的示数变化来判断。在功率因数较高（即电流值小or大？）的时候，需要多取测量数据点。

3. 实验过程数据检查：实验最佳补偿电容时的电流和功率值。

三、数据处理要求：

1.拟合I2-C曲线，得到最佳（完全）补偿电容C0

2.拟合P-C曲线，计算单位电容等效电导g

3.由拟合I2-C曲线得到的公式，估算电源三次谐波的含量

4.I2－C有理经验公式的计算，要求列出计算过程

5.设计实验，测量灯管以及镇流器的等效参数。能否利用已经测得的数据来计算？

6.手工拟合曲线：I2－C用有理经验公式的计算，要求列出计算过程

实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差姓名：刘震学号：3130104721 注意

1. 电容C暂时不接入电路，连接线路，点亮日光灯:第一次通电前，要求自耦变压器输出起始为0，接

通电源后，调节旋钮增大输出电压，要求用交流电压表监测端电压（灯管＋镇流器两端的电压），当电压达到180V左右，起辉器开始动作，日光灯有闪亮。日光灯点亮之后，调节输出电压到220V，保持不变。

此后实验过程中，可直接切断或接通电源，不需要再调节自耦变压器。

2. 线路故障检查：日光灯管和起辉器接触是否完好

3. 经常性地通断日光灯会影响其寿命

4. 功率表的连接及其误差分析

装

5. 电容有损耗；接入电容会使电源电压升高

订

五、实验数据记录和处理

线

C/μF 0 0.47 1 1.47 2 2.2 2.47 2.67 3.2 3.67 4.4 4.67 P/W 36.5 36.72 36.82 37.05 37.30 37.50 37.55 37.86 38.10 38.17 38.58 38.60 I/A 0.379 0.352 0.321 0.296 0.268 0.259 0.246 0.239 0.218 0.203 0.192 0.19 λ0.44 0.47 0.52 0.57 0.63 0.66 0.69 0.72 0.80 0.86 0.91 0.92 C/μF 4.87 5.4 5.87 6.4 6.6 6.87 7.07 7.6 8.07 8.6 9.07

P/W 38.70 38.87 38.91 39.15 39.35 39.41 39.56 39.72 40.03 40.26 40.4

I/A 0.192 0.2 0.21 0.228 0.235 0.247 0.257 0.281 0.307 0.337 0.363

λ0.91 0.88 0.84 0.78 0.76 0.72 0.70 0.64 0.59 0.54 0.51

2.电压三角形法测量镇流器和日光灯管的等效参数

C未接入时，使用交流电压表测得镇流器两端电压为181.2V，日光灯两端电压为96.47V，I=0.379A

3. 验证互感实验用的电感能不能作为日光灯实验备用方案的负载（保持电压为12V）

使用两个50Ω电阻和互感正向串联作负载。

C/μF 0 0.47 1 2 2.2 3.2 4.4 6.6 9.07

P/W 0.89 0.89 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.91 0.91

I/A 0.083 0.083 0.082 0.081 0.081 0.081 0.08 0.08 0.081

λ0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98 0.99 1 0.99

六、实验结果与分析

1.拟合I^2-C曲线，得到最佳（完全）补偿电容C0

使用origin pro9作二次拟合，得曲线如下图

1.由origin pro9分析得知，拟合曲线为

I^2=0.14411-4.60*10^4C+4.92*10^9C^2，

R=0.99982，拟合结果可信度高。

2、由origin pro9进行拟合点分析得知，C=4.66μF

时I^2最小，故最佳补偿电容C0为4.66μF。